Réplica

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En sismología , una réplica es un terremoto más pequeño que sigue a un terremoto más grande, en la misma área del choque principal, causado cuando la corteza desplazada se ajusta a los efectos del choque principal. Los grandes terremotos pueden tener cientos o miles de réplicas detectables instrumentalmente, que disminuyen constantemente en magnitud y frecuencia de acuerdo con leyes conocidas . En algunos terremotos, la ruptura principal ocurre en dos o más pasos, lo que resulta en múltiples choques principales. Estos se conocen como terremotos de doblete y, en general, se pueden distinguir de las réplicas por tener magnitudes similares y formas de onda sísmica casi idénticas .

Distribución de réplicas [ editar ]

La mayoría de las réplicas están ubicadas sobre el área completa de la ruptura de la falla y ocurren a lo largo del plano de la falla en sí o a lo largo de otras fallas dentro del volumen afectado por la tensión asociada con el choque principal. Por lo general, las réplicas se encuentran hasta una distancia igual a la longitud de la ruptura desde el plano de la falla.

El patrón de réplicas ayuda a confirmar el tamaño del área que se deslizó durante el choque principal. En el caso del terremoto del Océano Índico de 2004 y el terremoto de Sichuan de 2008, la distribución de la réplica muestra en ambos casos que el epicentro (donde se inició la ruptura) se encuentra en un extremo del área final de deslizamiento, lo que implica una propagación de ruptura fuertemente asimétrica.

Tamaño y frecuencia de la réplica con el tiempo [ editar ]

Las tasas y magnitudes de las réplicas siguen varias leyes empíricas bien establecidas.

Ley de Omori [ editar ]

La frecuencia de las réplicas disminuye aproximadamente con el tiempo recíproco después del choque principal. Esta relación empírica fue descrita por primera vez por Fusakichi Omori en 1894 y se conoce como ley de Omori. [1] Se expresa como

donde k y c son constantes, que varían entre secuencias de terremotos. Utsu propuso una versión modificada de la ley de Omori, ahora de uso común, en 1961. [2] [3]

donde p es una tercera constante que modifica la tasa de caída y típicamente cae en el rango de 0,7 a 1,5.

Según estas ecuaciones, la tasa de réplicas disminuye rápidamente con el tiempo. La tasa de réplicas es proporcional a la inversa del tiempo desde el sismo principal y esta relación se puede utilizar para estimar la probabilidad de que ocurran réplicas en el futuro. [4] Por lo tanto, cualquiera que sea la probabilidad de una réplica en el primer día, el segundo día tendrá la mitad de la probabilidad del primer día y el décimo día tendrá aproximadamente 1/10 de la probabilidad del primer día (cuando p es igual a 1). Estos patrones describen solo el comportamiento estadístico de las réplicas; Los tiempos, números y ubicaciones reales de las réplicas son estocásticos., mientras tiende a seguir estos patrones. Como se trata de una ley empírica, los valores de los parámetros se obtienen ajustando los datos después de que se ha producido un choque principal, y no implican ningún mecanismo físico específico en ningún caso dado.

La ley de Utsu-Omori también se ha obtenido teóricamente, como la solución de una ecuación diferencial que describe la evolución de la actividad de réplicas, [5] donde la interpretación de la ecuación de evolución se basa en la idea de desactivación de las fallas en las proximidades de el principal impacto del terremoto. Además, anteriormente la ley de Utsu-Omori se obtuvo a partir de un proceso de nucleación. [6] Los resultados muestran que la distribución espacial y temporal de las réplicas es separable en una dependencia del espacio y una dependencia del tiempo. Y más recientemente, mediante la aplicación de una solución fraccionaria de la ecuación diferencial reactiva, [7] un modelo de ley de doble potencia muestra el decaimiento de la densidad numérica de varias formas posibles, entre las cuales se encuentra un caso particular la Ley de Utsu-Omori.

Ley de Båth [ editar ]

La otra ley principal que describe las réplicas se conoce como Ley de Båth [8] [9] y establece que la diferencia de magnitud entre un choque principal y su réplica más grande es aproximadamente constante, independiente de la magnitud del choque principal, típicamente 1.1-1.2 en el Escala de magnitud de momento .

Ley de Gutenberg-Richter [ editar ]

Ley de Gutenberg-Richter para b  = 1
Magnitud del terremoto de Italia central de agosto de 2016 (punto rojo) y réplicas (que continuaron ocurriendo después del período que se muestra aquí)

Las secuencias de réplicas también suelen seguir la ley de escala de tamaño de Gutenberg-Richter, que se refiere a la relación entre la magnitud y el número total de terremotos en una región en un período de tiempo determinado.

Dónde:

  • es el número de eventos mayor o igual a
  • es magnitud
  • y son constantes

En resumen, hay más réplicas pequeñas y menos réplicas grandes.

Efecto de las réplicas [ editar ]

Las réplicas son peligrosas porque generalmente son impredecibles, pueden ser de gran magnitud y pueden derrumbar edificios dañados por el choque principal. Los terremotos más grandes tienen más y más réplicas y las secuencias pueden durar años o incluso más, especialmente cuando ocurre un gran evento en un área sísmicamente tranquila; ver, por ejemplo, la Zona Sísmica de Nuevo Madrid , donde los eventos todavía siguen la ley de Omori de los principales choques de 1811-1812. Se considera que una secuencia de réplicas ha terminado cuando la tasa de sismicidad vuelve a un nivel de fondo; es decir, no se puede detectar una disminución adicional en el número de eventos con el tiempo.

Se informa que el movimiento terrestre alrededor del Nuevo Madrid no supera los 0,2 mm (0,0079 pulgadas) al año, [10] en contraste con la falla de San Andrés, que tiene un promedio de hasta 37 mm (1,5 pulgadas) al año en todo California. [11] Ahora se cree que las réplicas en San Andrés alcanzan un máximo de 10 años, mientras que los terremotos en Nuevo Madrid se consideran réplicas casi 200 años después del terremoto de 1812 en Nuevo Madrid . [12]

Previsiones [ editar ]

Algunos científicos han intentado utilizar los premonitorios para ayudar a predecir los próximos terremotos , teniendo uno de sus pocos éxitos con el terremoto de Haicheng de 1975 en China. Sin embargo, en el East Pacific Rise , las fallas transformadoras muestran un comportamiento de premonición bastante predecible antes del evento sísmico principal. Las revisiones de los datos de eventos pasados ​​y sus sismos previos mostraron que tienen un número bajo de réplicas y altas tasas de sismos en comparación con las fallas continentales de deslizamiento . [13]

Modelado [ editar ]

Los sismólogos utilizan herramientas como el modelo de secuencia de réplicas de tipo epidémico (ETAS) para estudiar las réplicas en cascada. [14]

Psicología [ editar ]

Después de un gran terremoto y réplicas, muchas personas han informado haber sentido "terremotos fantasmas" cuando en realidad no se estaba produciendo ningún terremoto. Se cree que esta condición, conocida como "mareo por terremoto", está relacionada con el mareo por movimiento y, por lo general, desaparece a medida que la actividad sísmica disminuye. [15] [16]

Referencias [ editar ]

  1. Omori, F. (1894). "Sobre las réplicas de los terremotos" (PDF) . Revista de la Facultad de Ciencias de la Universidad Imperial de Tokio . 7 : 111-200. Archivado desde el original (PDF) el 16 de julio de 2015 . Consultado el 15 de julio de 2015 .
  2. ^ Utsu, T. (1961). "Un estudio estadístico de la ocurrencia de réplicas". Revista Geofísica . 30 : 521–605.
  3. ^ Utsu, T .; Ogata, Y .; Matsu'ura, RS (1995). "El centenario de la fórmula de Omori para una ley de decaimiento de la actividad de réplicas" (PDF) . Revista de Física de la Tierra . 43 : 1–33. doi : 10.4294 / jpe1952.43.1 . Archivado desde el original (PDF) el 16 de julio de 2015.
  4. ^ Quigley, M. "Actualización de la nueva ciencia sobre el terremoto de Christchurch de 2011 para la prensa y el público: sísmica alarmante o tiempo para saltar del barco" . Diario del terremoto de Christchurch . Archivado desde el original el 29 de enero de 2012 . Consultado el 25 de enero de 2012 .
  5. Guglielmi, AV (2016). "Interpretación de la ley Omori". Izv., Phys. Tierra sólida . 52 (5): 785–786. arXiv : 1604.07017 . doi : 10.1134 / S1069351316050165 . S2CID 119256791 . 
  6. ^ Shaw, Bruce (1993). "Ley de Omori generalizada para réplicas y premoniciones de una dinámica simple". Cartas de investigación geofísica . 20 (10): 907–910. doi : 10.1029 / 93GL01058 .
  7. ^ Sánchez, Ewin; Vega, Pedro (2018). "Modelado de la descomposición temporal de las réplicas mediante una solución de la ecuación reactiva fraccional". Matemática Aplicada y Computación . 340 : 24–49. doi : 10.1016 / j.amc.2018.08.022 .
  8. ^ Richter, Charles F., Sismología elemental (San Francisco, California, Estados Unidos: WH Freeman & Co., 1958), página 69.
  9. ^ Båth, Markus (1965). "Inhomogeneidades laterales en el manto superior". Tectonofísica . 2 (6): 483–514. Código Bibliográfico : 1965Tectp ... 2..483B . doi : 10.1016 / 0040-1951 (65) 90003-X .
  10. Elizabeth K. Gardner (13 de marzo de 2009). "El nuevo sistema de averías de Madrid puede estar cerrándose" . physorg.com . Consultado el 25 de marzo de 2011 .
  11. ^ Wallace, Robert E. "Movimientos de la corteza actual y la mecánica de la deformación cíclica" . El sistema de fallas de San Andrés, California . Archivado desde el original el 16 de diciembre de 2006 . Consultado el 26 de octubre de 2007 .
  12. ^ "Los terremotos en realidad son réplicas de los terremotos del siglo XIX; las repercusiones de los terremotos de 1811 y 1812 en New Madrid continúan sintiéndose" . Science Daily . Archivado desde el original el 8 de noviembre de 2009 . Consultado el 4 de noviembre de 2009 .
  13. ^ McGuire JJ, Boettcher MS, Jordan TH (2005). "Secuencias de premonitorios y previsibilidad de terremotos a corto plazo en fallas de transformación de East Pacific Rise". Naturaleza . 434 (7032): 445–7. Código Bib : 2005Natur.434..457M . doi : 10.1038 / nature03377 . PMID 15791246 . S2CID 4337369 .  
  14. ^ Por ejemplo: Helmstetter, Agnès; Sornette, Didier (octubre de 2003). "Previsibilidad en el modelo de secuencia de réplicas de tipo epidémico de sismicidad activada interactuando". Revista de Investigación Geofísica: Tierra sólida . 108 (B10): 2482ff. arXiv : cond-mat / 0208597 . Código bibliográfico : 2003JGRB..108.2482H . doi : 10.1029 / 2003JB002485 . S2CID 14327777 . Como parte de un esfuerzo por desarrollar una metodología sistemática para el pronóstico de terremotos, utilizamos un modelo simple de sismicidad basado en eventos interactivos que pueden desencadenar una cascada de terremotos, conocido como modelo de secuencia de réplicas de tipo epidémico (ETAS).
  15. ^ Investigadores japoneses diagnostican cientos de casos de 'enfermedad por terremoto' , Daily Telegraph, 20 de junio de 2016
  16. ^ Después del terremoto: por qué el cerebro produce terremotos fantasmas , The Guardian, 6 de noviembre de 2016

Enlaces externos [ editar ]